UML建模在高職學生信息管理系統(tǒng)中的應用

摘要：統(tǒng)一建模語言UML是當今世界最有效的面向對象的可視化建模工具。使用UML建模對軟件的開發(fā)、系統(tǒng)的解釋，在高職院校學生信息管理系統(tǒng)中具有重要的現實意義。可以在開發(fā)周期初期，及時的檢測到錯誤，改變系統(tǒng)模型，使軟件開發(fā)周期更直觀。

關鍵詞：UML；統(tǒng)一建模語言；學生信息管理系統(tǒng)；模型

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 15-0000-02

1 引言

本文使用統(tǒng)一建模語言UML，將學生信息管理系統(tǒng)與RUP方法和建模工具相結合，制定了系統(tǒng)框架和功能圖，建立了系統(tǒng)模型。

根據UML進行了用例建模，靜態(tài)建模，建立了動態(tài)模型和物理模型，并對系統(tǒng)的進行分析和設計，創(chuàng)建類圖、狀態(tài)圖、活動圖、序列圖、組件圖、UML部署圖，從多個角度對系統(tǒng)進行建模。

2 UML統(tǒng)一建模語言

2.1 UML概述

一個企業(yè)的網絡系統(tǒng)如果要和世界上其他系統(tǒng)相互合作、支持，以達到相輔相成、相互溝通交流的目的。但是不同地域的兩個系統(tǒng)可能是由互不認識的人編寫的，如果他們沒有遵守一套標準的規(guī)范來編寫和開發(fā)，就無法達到雙方溝通的目的。因此一套標準的系統(tǒng)定義語言就顯得格外重要了。

二十世紀七十年代中期到九十年代中期，軟件開發(fā)的技術與方法逐漸由結構化分析與設計發(fā)展到了面向對象的分析和設計。而在1089年到1994年期間，發(fā)展出了各種差別極小，但缺乏統(tǒng)一規(guī)劃的軟件建模語言。從1994年開始，在Rational公司的主持下，形成了最初的UML?，F在，IBM已經并購了Rational公司，推出的UML最新版本為2.0版[1]。

2.2 UML的圖

UML的圖，是事物的分類，元素的圖形表示，事物、關系和行為。UML定義了兩個大類、五個子類，共九種最基本的圖形。

（1）第一類為用例圖。使用例圖可以用來描述系統(tǒng)做了什么，而不用去考慮系統(tǒng)的功能是怎么實現的，有助于讓外部人員更容易了解整個系統(tǒng)模型。

（2）第二類為靜態(tài)圖，包含類圖和對象圖。類圖：類圖是一種用來描述靜態(tài)的結構，其主要的目的是用來說明系統(tǒng)類中概括性的名稱與模式、描述類與類間的合作關系以及詳細說明設計數據庫時的大綱。是設計面向對象軟件系統(tǒng)時，最常用也是最重要的一種UML圖形。

對象圖：對象圖是具有特定的屬性值的類圖的實例，來描述一組對象和對象的關系。對象圖主要是用來設計系統(tǒng)的靜態(tài)設計視圖和靜態(tài)進程視圖，是針對實體實例和原型實例來做設計的。

（3） 第三類為實現圖，包含組件圖和部署圖。組件圖：是一種用來設計系統(tǒng)的靜態(tài)實現視圖的圖形，可以很容易地了解顯示在圖表組件之間的關系，一個組件的變化也影響其他部分。

部署圖：用于模擬系統(tǒng)環(huán)境模型視圖，顯示計算機系統(tǒng)的物理結構，部署圖是一種用來顯示運行時處理節(jié)點和節(jié)點上存在的組件的圖形。

（4）第四類是行為圖，包含狀態(tài)圖和活動圖。狀態(tài)圖：狀態(tài)圖是用來設計系統(tǒng)動態(tài)角度的圖形之一，利用狀態(tài)圖可以從動態(tài)的角度來進行系統(tǒng)設計。它實際上是用來描述系統(tǒng)的動態(tài)外觀的狀態(tài)機。

活動圖：活動圖可以說是狀態(tài)圖的一種特例，在活動圖中的狀態(tài)大多是活動狀態(tài)，而轉換大多是由來源狀態(tài)活動的完成所驅動的。

（5）第五類是交互圖，包含序列圖和協(xié)作圖。序列圖：是UML里兩種交互圖的一種。主要用途為設計系統(tǒng)的動態(tài)視圖，強調的是消息的時間順序。主要用來描述對象之間動態(tài)的交互關系，著重體現對象間消息傳遞的時間順序。序列圖存在兩個軸：水平軸表示不同的對象，垂直軸表示時間。

協(xié)作圖：合作圖是用來描述對象與對象之間消息連接關系的，側重于說明哪些對象之間有消息傳遞。

從應用的角度看，當采用面向對象技術設計系統(tǒng)時，首先是需求描述，其次是根據需要建立系統(tǒng)的靜態(tài)模型，以構造系統(tǒng)的結構，第三步是描述系統(tǒng)的行為。

其中前兩個步驟建立的模型都是靜態(tài)的，包含用例圖、類圖、對象圖、構件圖和配置圖等六種圖。這些圖構成了標準建模語言UML的靜態(tài)建模機制。第三步中所建立的模型可以表示執(zhí)行時的時序狀態(tài)或交互關系，它包括狀態(tài)圖、活動圖、順序圖和合作圖等四種圖。這些圖構成了UML的動態(tài)建模機制。因此，UML的主要內容也可以歸納為靜態(tài)建模機制和動態(tài)建模機制兩大類[2]。

3 UML建模在學生信息管理系統(tǒng)中的應用

3.1 學生信息管理系統(tǒng)需求分析

高職院校學生管理工作比較復雜，和學校的各個職能部門有非常緊密的聯(lián)系。所以在設計系統(tǒng)以前，必須對各個部門的工作環(huán)節(jié)和運作流程進行調研。在了解用戶需求之后，確定學校的行政管理機構由三個平臺組成：

教育平臺：學生處是負責全校學生招生、就業(yè)、教育管理、資助、軍訓和心理健康教育工作的職能部門。

教學平臺：其職能部門是教務處，具體負責教學管理的組織和運作的一個重要部門，負責學科與專業(yè)建設、教學計劃制訂實施、課程建設組織管理、教學過程組織管理、教材建設與供應、實驗實習實訓管理、教學改革與研究。

后勤保障平臺：其職能部門是總務處，是學校或教育機構的后勤管理機構。主要負責學校工程、財產、維修、保障、生活起居等服務的管理工作。

學生管理工作，包括各方面的內容。由于篇幅所限，本文只設計和探討學生管理系統(tǒng)的部分功能。

3.2 創(chuàng)建用例圖

用例是參與者與系統(tǒng)的相互作用。用例是學生管理系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)或者說一個獨立的完整的功能。

一個角色可以運行幾個用例，對于學生而言，用例可以有：登陸系統(tǒng)，退出系統(tǒng)、問卷調查，訪問個人信息，選擇課程信息，修改密碼等。

對于教師而言，用例可以有：登陸系統(tǒng)、添加學生信息、檢索信息、添加課程、添加班級、更改密碼等。

繪制用例圖，首先必須確定角色，創(chuàng)建用例。用例圖用來設計系統(tǒng)的靜態(tài)使用案例視圖，其主要用途為獲取系統(tǒng)需求并表達案例與動作者間的相互關系；其主要目的為詳細說明系統(tǒng)內容、取得開發(fā)設計系統(tǒng)的需求、獲得系統(tǒng)結構以及控制與測試案例的執(zhí)行。

3.3 建立靜態(tài)模型

標準建模語言UML和其他所有建模語言一樣，以靜態(tài)建模機制為基礎。為了構建學生信息管理系統(tǒng)，就必須對系統(tǒng)的靜態(tài)結構有所了解。在進行完系統(tǒng)的分析，建立好用例模型后，開始進入系統(tǒng)設計階段。在這個階段，通過需求分析的結果，構建系統(tǒng)模型的邏輯結構來構建系統(tǒng)之間的靜態(tài)關系[3]。

經過分析學生管理系統(tǒng)頂層用例圖后得出，系統(tǒng)中應該包含“學生客戶端”和“教師客戶端”這兩個用戶類，這兩個類根據系統(tǒng)需求添加屬性和操作，識別出來的類最后會生成Java類文件，最后得到學生管理系統(tǒng)的類圖。

3.4 建立動態(tài)模型

要開發(fā)軟件系統(tǒng)，除了要了解軟件對象的整個生命周期的變化和其對象之間關系的變化之外，還要知道其靜態(tài)結構[4]。

在知道了對象之間的靜態(tài)結構后，需要了解動態(tài)模型，即對象之間用于實現用例中詳細路徑的交互。UML以圖的形式提供了了狀態(tài)圖、活動圖、序列圖、協(xié)作圖這四種動態(tài)模型，它們從不同的角度反映了應用程序的動態(tài)特性。每個圖的視角都有自己的重點，根據應用程序的需要使用在不同的地方。

4 結束語

標準建模語言UML是一種強大的面向對象的建模語言，它描述了系統(tǒng)的靜態(tài)結構和動態(tài)行為。本文以學生信息管理系統(tǒng)的開發(fā)為背景，根據面向對象建模的設計思路，利用UML統(tǒng)一建模語言的建模思想與RUP方法和建模工具研究制定了系統(tǒng)的框架和功能圖，并實現了該系統(tǒng)的建模[5]。

通過UML建立系統(tǒng)模型，有效的降低了系統(tǒng)的復雜性，增強了軟件的可重用性、提高了系統(tǒng)開發(fā)、維護、升級的質量和效率，界面友好，操作簡單，能直觀地用科學的方法來管理學生，提高了學生管理效率，實現了學校的信息化管理，具有一定的現實意義。

參考文獻：

[1]邵維忠，梅宏.統(tǒng)一建模語言UML述評[J].計算機研究與發(fā)展，1999，36（4）：385-394

[2]李治鵬，張春晏.面向對象技術——UML在學生綜合測評管理系統(tǒng)中的應用[J].科技信息，2010，2：257-258

[3]梁柱森.基于RUP的UML建模方法在人事招聘系統(tǒng)開發(fā)中的應用[J].現代計算機（專業(yè)版），2009，6：122-124

[4]王雙明.UML在高校學生選課系統(tǒng)中的應用研究[J].福建電腦，2012，28（3）：97-98

[5]朱勇.UML在高校教務管理系統(tǒng)中的應用[J].科技廣場，2011，9：123-126

[作者簡介]魏松（1978-），男，安徽巢湖人，高校講師，碩士學位，主要從事計算機OA教學及數據庫應用方向研究。